ความเร็วลากคืออะไร

ความเร็วลากถูกกำหนดให้เป็นความเร็วสุทธิของอนุภาคที่มีการเปลี่ยนแปลงทิศทางและความเร็วอย่างสุ่มสัมพันธ์ แนวคิดนี้มักจะเกี่ยวข้องกับอิเล็กตรอนอิสระที่เคลื่อนที่ภายในตัวนำไฟฟ้า จินตนาการว่าอิเล็กตรอนอิสระเหล่านี้เดินทางผ่านตัวนำด้วยความเร็วและทิศทางที่สุ่ม เมื่อมีสนามไฟฟ้าถูกนำไปใช้ในตัวนำ อิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่อย่างสุ่มจะพบแรงไฟฟ้าที่สอดคล้องกับทิศทางของสนาม

อย่างไรก็ตาม สนามที่ถูกนำไปใช้นี้ไม่ได้ลดความสุ่มในการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน แต่ทำให้พวกมันเคลื่อนที่ไปยังศักยภาพที่สูงขึ้นพร้อมกับการเคลื่อนที่แบบสุ่ม ผลลัพธ์คืออิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ไปยังปลายที่มีศักยภาพสูงของตัวนำพร้อมกับการเคลื่อนที่แบบสุ่ม

นี่ทำให้อิเล็กตรอนแต่ละตัวมีความเร็วลากสุทธิไปยังปลายที่มีศักยภาพสูงของตัวนำ ซึ่งเรียกว่าความเร็วลากของอิเล็กตรอน

กระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเนื่องจากความเร็วลากของอิเล็กตรอนภายในตัวนำที่ถูกกระทำด้วยสนามไฟฟ้าเรียกว่ากระแสไฟฟ้าจากการลาก อันน่าสนใจคือ กระแสไฟฟ้าทุกชนิดมีพื้นฐานมาจากกระแสไฟฟ้าจากการลาก

ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วลากและความสามารถเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน

พิจารณาวัสดุนำไฟฟ้าใด ๆ เช่น โลหะ ที่อุณหภูมิห้อง มันมักจะมีอิเล็กตรอนอิสระอยู่เสมอ ในทางวิทยาศาสตร์มากขึ้น สารใด ๆ ที่เป็นตัวนำไฟฟ้าจะต้องมีอิเล็กตรอนอิสระอย่างน้อยบางส่วนที่อุณหภูมิใด ๆ ที่สูงกว่าศูนย์สัมบูรณ์

อิเล็กตรอนอิสระภายในตัวนำเคลื่อนที่อย่างสุ่ม เข้าปะทะกับอะตอมใหญ่อะตอม และเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่อย่างสุ่ม

เมื่อมีสนามไฟฟ้าคงที่ถูกนำไปใช้ในตัวนำ อิเล็กตรอนจะเริ่มเคลื่อนที่ไปยังขั้วบวกของความต่างศักยภาพไฟฟ้าที่ถูกนำไปใช้ หรือที่รู้จักกันว่าโวลต์ การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนนี้ไม่ได้เป็นเส้นตรง

ขณะที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปยังศักยภาพบวก พวกมันจะปะทะกับอะตอมและเปลี่ยนทิศทางอย่างสุ่ม การปะทะแต่ละครั้งทำให้สูญเสียพลังงานจลน์บางส่วน ซึ่งพวกมันจะได้รับกลับมาจากการกระทำของสนามไฟฟ้า ทำให้เร่งความเร็วไปยังศักยภาพบวก

การปะทะเพิ่มเติมทำให้สูญเสียและได้รับพลังงานจลน์กลับมาอีกครั้ง ดังนั้น แม้ว่าสนามไฟฟ้าที่ถูกนำไปใช้จะไม่สามารถหยุดการเคลื่อนที่แบบสุ่มของอิเล็กตรอนภายในตัวนำได้ แต่มันก็สร้างการลากสุทธิของอิเล็กตรอนไปยังขั้วบวก

ในคำอธิบายที่ง่ายขึ้น สนามไฟฟ้าที่ถูกนำไปใช้ทำให้อิเล็กตรอนลากไปยังขั้วบวก ทำให้มีความเร็วลากเฉลี่ย เมื่ออินเทนซิตี้ของสนามไฟฟ้าเพิ่มขึ้น อิเล็กตรอนจะเร่งความเร็วไปยังศักยภาพบวกหลังจากการปะทะแต่ละครั้ง ดังนั้น อิเล็กตรอนจะได้รับความเร็วลากเฉลี่ยที่มากขึ้นไปยังศักยภาพบวก หรือในทิศทางตรงกันข้ามกับสนามไฟฟ้าที่ถูกนำไปใช้

ที่นี่ หาก ν แทนความเร็วลาก และ E แทนสนามไฟฟ้าที่ถูกนำไปใช้ ความสามารถเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน แทนด้วย μe สามารถเข้าใจได้ว่าเป็นอัตราส่วนของ ν ต่อ E

โดยที่ μe หมายถึงความสามารถเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน

ความเร็วลาก กระแสไฟฟ้าจากการลาก และความสามารถเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน: แอนิเมชัน

การไหลของอิเล็กตรอนอย่างต่อเนื่อง ที่เกิดจากความเร็วลาก ทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่ากระแสไฟฟ้าจากการลาก

ผ่านการทำความเข้าใจและสำรวจเพิ่มเติม แนวคิดที่เชื่อมโยงกันของความเร็วลาก กระแสไฟฟ้าจากการลาก และความสามารถเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนสามารถเข้าใจได้ว่ามีบทบาทสำคัญในโลกของอิเล็กทรอนิกส์และฟิสิกส์

กระแสไฟฟ้าที่เกิดจากความเร็วลากของอิเล็กตรอนเรียกว่า กระแสไฟฟ้าจากการลาก

แหล่งที่มา: Electrical4u

คำแถลง: ให้ความเคารพต่องานเขียนที่ดี ควรแชร์หากมีการละเมิดลิขสิทธิ์โปรดติดต่อเพื่อลบ